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प्रमात्रा अभियान्त्रिकी

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यूवी प्रकाश से विकिरित कोलॉइडल प्रमात्रा बिंदु। प्रमात्रा परिबन्ध के कारण विभिन्न आकार के प्रमात्रा बिंदु भिन्न रंग का प्रकाश उत्सर्जित करते हैं।

प्रमात्रा अभियान्त्रिकी (अंग्रेज़ी: Quantum Engineering, क्वांटम इंजीनियरिंग) प्रमात्रा यांत्रिकी (क्वांटम मैकेनिक्स) के नियमों का उपयोग करके नई प्रौद्योगिकियों के विकास से सम्बंधित क्षेत्र है। यह अभियान्त्रिकी की वह शाखा है जो प्रमात्रा सेंसर, क्वांटम कम्प्यूटिंग जैसी प्रौद्योगिकियों को विकसित करने के लिए प्रमात्रा यांत्रिकी के सिद्धांतों को लागू करती है।

लेज़र, एमआरआई इमेजर (चुम्बकीय अनुनाद प्रतिबिम्ब) और ट्रांजिस्टर जैसे उपकरण, जो प्रमात्रा यांत्रिकी प्रभावों पर आधारित हैं, ने प्रौद्योगिकी के कई क्षेत्रों में क्रांति ला दी है। अब नई प्रौद्योगिकियाँ विकसित की जा रही हैं जो प्रमात्रा सम्बद्धता जैसी घटनाओं तथा परमाण्विक स्तर के सिस्टमों की समझ व नियंत्रण में हुई प्रगति पर निर्भर करती हैं। प्रमात्रा यांत्रिकी प्रभावों को नवीन प्रौद्योगिकियों में एक संसाधन के रूप में उपयोग किया जाता है, जिनके अनुप्रयोगों में शामिल हैं: [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11]

  • प्रमात्रा सेंसर एवं नवीन इमेजिंग तकनीकें
  • सुरक्षित संचार (प्रमात्रा इंटरनेट)
  • प्रमात्रा कंप्यूटिंग

इतिहास

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प्रमात्रा प्रौद्योगिकी के क्षेत्र की पहली व्यापक चर्चा १९९७ में जेरार्ड जे. मिलबर्न की पुस्तक में हुई। इसके बाद २००३ में मिलबर्न व जोनाथन पी. डोलिंग के एक लेख तथा डेविड डॉयच के एक स्वतंत्र प्रकाशन ने इस अवधारणा को आगे बढ़ाया।[12][13]

प्रमात्रा यांत्रिकी के अनुप्रयोग लेजर सिस्टम, ट्रांजिस्टर और अर्धचालक उपकरणों सहित कई प्रौद्योगिकियों में स्पष्ट थे। यूके रक्षा विज्ञान एवं प्रौद्योगिकी प्रयोगशाला ने इन्हें 'प्रमात्रा १.०' श्रेणी में वर्गीकृत किया, जबकि 'प्रमात्रा २.०' उन उपकरणों को कहा गया जो सक्रिय रूप से अध्यारोपण और उलझाव प्रभावों का उपयोग करके पदार्थ की क्वांटम अवस्थाओं का निर्माण, नियंत्रण व पठन करते हैं।

२०१० के बाद से कई सरकारों ने प्रमात्रा प्रौद्योगिकी कार्यक्रम शुरू किए:

  • ब्रिटेन: राष्ट्रीय प्रमात्रा प्रौद्योगिकी कार्यक्रम, जिसने चार 'प्रमात्रा हब' स्थापित किए।[14]
  • यूरोपीय संघ: २०१६ में €१ अरब बजट वाली १०-वर्षीय 'प्रमात्रा प्रौद्योगिकी फ्लैगशिप' परियोजना।[15][16]
  • अमेरिका: २०१८ में राष्ट्रीय प्रमात्रा पहल अधिनियम (प्रति वर्ष US$१ अरब बजट)।[17]
  • चीन: विश्व की सबसे बड़ी प्रमात्रा अनुसंधान सुविधा (७६ अरब युआन / ≈€१० अरब निवेश)।[18][19]
  • भारत: राष्ट्रीय प्रमात्रा मिशन के तहत ८,००० करोड़ रुपये (≈US$१.०२ अरब) का ५-वर्षीय निवेश।[20]

निजी क्षेत्र में गूगल, डी-वेव सिस्टम्स और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, सांता बारबरा जैसे संगठनों ने भी प्रमात्रा प्रौद्योगिकी में भागीदारी व निवेश किए हैं।[21]

संदर्भ

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  1. ↑ Degen, C. L.; Reinhard, F.; Cappellaro, P. (2017-07-25). "Quantum sensing". Reviews of Modern Physics. 89 (3): 035002. आर्काइव:1611.02427. बिबकोड:2017RvMP...89c5002D. डीओआई:10.1103/RevModPhys.89.035002. एस2सीआईडी 2555443.
  2. ↑ Boss, J. M.; Cujia, K. S.; Zopes, J.; Degen, C. L. (2017-05-26). "Quantum sensing with arbitrary frequency resolution". Science (अंग्रेज़ी भाषा में). 356 (6340): 837–840. आर्काइव:1706.01754. बिबकोड:2017Sci...356..837B. डीओआई:10.1126/science.aam7009. आईएसएसएन 0036-8075. पीएमआईडी 28546209. एस2सीआईडी 33700486.
  3. ↑ Moreau, Paul-Antoine; Toninelli, Ermes; Gregory, Thomas; Padgett, Miles J. (2019). "Imaging with quantum states of light". Nature Reviews Physics (अंग्रेज़ी भाषा में). 1 (6): 367–380. आर्काइव:1908.03034. बिबकोड:2019NatRP...1..367M. डीओआई:10.1038/s42254-019-0056-0. आईएसएसएन 2522-5820. एस2सीआईडी 189928693.
  4. ↑ Liao, Sheng-Kai; Cai, Wen-Qi; Liu, Wei-Yue; Zhang, Liang; Li, Yang; Ren, Ji-Gang; Yin, Juan; Shen, Qi; Cao, Yuan (2017). "Satellite-to-ground quantum key distribution". Nature (अंग्रेज़ी भाषा में). 549 (7670): 43–47. आर्काइव:1707.00542. बिबकोड:2017Natur.549...43L. डीओआई:10.1038/nature23655. आईएसएसएन 1476-4687. पीएमआईडी 28825707. एस2सीआईडी 205259539.
  5. ↑ Yin, Juan; Li, Yu-Huai; Liao, Sheng-Kai; Yang, Meng; Cao, Yuan; Zhang, Liang; Ren, Ji-Gang; Cai, Wen-Qi; Liu, Wei-Yue (2020). "Entanglement-based secure quantum cryptography over 1,120 kilometres". Nature (अंग्रेज़ी भाषा में). 582 (7813): 501–505. बिबकोड:2020Natur.582..501Y. डीओआई:10.1038/s41586-020-2401-y. आईएसएसएन 1476-4687. पीएमआईडी 32541968. एस2सीआईडी 219692094.
  6. ↑ Chen, Yu-Ao; Zhang, Qiang; Chen, Teng-Yun; Cai, Wen-Qi; Liao, Sheng-Kai; Zhang, Jun; Chen, Kai; Yin, Juan; Ren, Ji-Gang (2021). "An integrated space-to-ground quantum communication network over 4,600 kilometres". Nature (अंग्रेज़ी भाषा में). 589 (7841): 214–219. बिबकोड:2021Natur.589..214C. डीओआई:10.1038/s41586-020-03093-8. आईएसएसएन 1476-4687. पीएमआईडी 33408416. एस2सीआईडी 230812317.
  7. ↑ Ladd, T. D.; Jelezko, F.; Laflamme, R.; Nakamura, Y.; Monroe, C.; O’Brien, J. L. (2010). "Quantum computers". Nature (अंग्रेज़ी भाषा में). 464 (7285): 45–53. आर्काइव:1009.2267. बिबकोड:2010Natur.464...45L. डीओआई:10.1038/nature08812. आईएसएसएन 1476-4687. पीएमआईडी 20203602. एस2सीआईडी 4367912.
  8. ↑ Arute, Frank; Arya, Kunal; Babbush, Ryan; Bacon, Dave; Bardin, Joseph C.; Barends, Rami; Biswas, Rupak; Boixo, Sergio; Brandao, Fernando G. S. L. (2019). "Quantum supremacy using a programmable superconducting processor". Nature (अंग्रेज़ी भाषा में). 574 (7779): 505–510. आर्काइव:1910.11333. बिबकोड:2019Natur.574..505A. डीओआई:10.1038/s41586-019-1666-5. आईएसएसएन 1476-4687. पीएमआईडी 31645734. एस2सीआईडी 204836822.
  9. ↑ Georgescu, Iulia (2020). "Trapped ion quantum computing turns 25". Nature Reviews Physics (अंग्रेज़ी भाषा में). 2 (6): 278. बिबकोड:2020NatRP...2..278G. डीओआई:10.1038/s42254-020-0189-1. आईएसएसएन 2522-5820. एस2सीआईडी 219505038.
  10. ↑ MacQuarrie, Evan R.; Simon, Christoph; Simmons, Stephanie; Maine, Elicia (2020). "The emerging commercial landscape of quantum computing". Nature Reviews Physics (अंग्रेज़ी भाषा में). 2 (11): 596–598. आर्काइव:2202.12733. बिबकोड:2020NatRP...2..596M. डीओआई:10.1038/s42254-020-00247-5. आईएसएसएन 2522-5820. एस2सीआईडी 225134962.
  11. ↑ Zhong, Han-Sen; Wang, Hui; Deng, Yu-Hao; Chen, Ming-Cheng; Peng, Li-Chao; Luo, Yi-Han; Qin, Jian; Wu, Dian; Ding, Xing (2020). "Quantum computational advantage using photons". Science (अंग्रेज़ी भाषा में). 370 (6523): 1460–1463. आर्काइव:2012.01625. बिबकोड:2020Sci...370.1460Z. डीओआई:10.1126/science.abe8770. आईएसएसएन 0036-8075. पीएमआईडी 33273064. एस2सीआईडी 227254333.
  12. ↑ Dowling, J. P.; Milburn, G. J. (2003). "Quantum Technology: The Second Quantum Revolution". Phil. Trans. R. Soc. A. 361 (1809): 1655–1674. आर्काइव:quant-ph/0206091. बिबकोड:2003RSPTA.361.1655D. डीओआई:10.1098/rsta.2003.1227. पीएमआईडी 12952679.
  13. ↑ "Physics, Philosophy, and Quantum Technology Archived 2009-01-07 at the वेबैक मशीन," D.Deutsch in the Proceedings of the Sixth International Conference on Quantum Communication, Measurement and Computing, Shapiro, J.H. and Hirota, O., Eds. (Rinton Press, Princeton, NJ. 2003)
  14. ↑ Knight, Peter; Walmsley, Ian (2019). "UK national quantum technology programme". Quantum Science and Technology. 4 (4): 040502. बिबकोड:2019QS&T....4d0502K. डीओआई:10.1088/2058-9565/ab4346. hdl:10044/1/75584.
  15. ↑ Riedel, Max F.; Binosi, Daniele; Thew, Rob; Calarco, Tommaso (2017). "The European quantum technologies flagship programme". Quantum Science and Technology. 2 (3): 030501. बिबकोड:2017QS&T....2c0501R. डीओआई:10.1088/2058-9565/aa6aca.
  16. ↑ Riedel, Max; Kovacs, Matyas; Zoller, Peter; Mlynek, Jürgen; Calarco, Tommaso (2019). "Europe's Quantum Flagship initiative". Quantum Science and Technology. 4 (2): 020501. बिबकोड:2019QS&T....4b0501R. डीओआई:10.1088/2058-9565/ab042d.
  17. ↑ Raymer, Michael G.; Monroe, Christopher (2019). "The US National Quantum Initiative". Quantum Science and Technology. 4 (2): 020504. बिबकोड:2019QS&T....4b0504R. डीओआई:10.1088/2058-9565/ab0441.
  18. ↑ "China building world's biggest quantum research facility". September 11, 2017. अभिगमन तिथि: 2018-05-17.
  19. ↑ Zhang, Qiang; Xu, Feihu; Li, Li; Liu, Nai-Le; Pan, Jian-Wei (2019). "Quantum information research in China". Quantum Science and Technology. 4 (4): 040503. बिबकोड:2019QS&T....4d0503Z. डीओआई:10.1088/2058-9565/ab4bea.
  20. ↑ Padma, T. V. (2020-02-03). "India bets big on quantum technology". Nature (अंग्रेज़ी भाषा में). डीओआई:10.1038/d41586-020-00288-x. पीएमआईडी 33526896. एस2सीआईडी 212809353.
  21. ↑ The man who will build Google's elusive quantum computer; Wired, 09.05.14
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